Mô phỏng điều chế khóa dịch pha QPSK (4PSK) bằng MatLab

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CỞ SỞ II
KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
-------  --------
Chuyên Đề Môn Mô Phỏng Hệ Thống Thông Tin
“Mô phỏng điều chế khóa dịch pha QPSK (4PSK) bằng MatLab”


TP.Hồ Chí Minh– 1/2011
TP.Hồ Chí Minh– 1/2011
GVHD : TS. Trịnh Quang Khải
HVTH : Trần Quang Nhu
LỚP : Kỹ Thuật Điện Tử
HỆ : Cao Học
KHOÁ : 18
Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo
Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Cơ Sở 2
Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Độc Lập-Tự Do-Hạnh Phúc
LỜI NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN
Họ và tên học viên thực hiện: Trần Quang Nhu
Lớp: Kỹ Thuật Điện Tử - Khóa 18 – Hệ Cao Học
Tổng quát về chuyên đề:
1. Nguyên lý điều chế số
2. Phương thức điều chế 4PSK
3. Đoạn mã chương trình mô phỏng
4. Hình mô phỏng
......................................................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................

..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
Tp Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng ….. năm 2011
Giảng viên đọc duyệt
LỜI GIỚI THIỆU
Trong bài tập này em viết đoạn chương trình dùng MatLab để mô phỏng điều chế
khóa dịch pha QPSK. Nội dung bài gồm các phần sau:
1. Tổng quát về điều chế số
2. Phương thức điều chế QPSK
3. Đoạn mã chương trình mô phỏng
4. Hình mô phỏng
Với thời gian và kiến thức có hạn, trong quá tìm hiểu và trình bày, dù đã cố gắng
nhưng sẽ không tránh được thiếu sót, em rất mong nhận được đóng góp ý kiến của thầy
để những chuyên đề sau, và đặc biệt là luận văn tốt nghiệp trong thời gian tới em được
hoàn thiện hơn.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy – TS. Trịnh Quang Khải đã giảng dạy,
cung cấp tài liệu và hướng dẫn em hoàn thành chuyên đề này.
Rất mong góp ý, hướng dẫn của thầy.
Em xin chân thành cảm ơn!
Tp Hồ Chí Minh, ngày …. tháng 1 năm 2011
Học viên thực hiện
TRẦN QUANG NHU
Chương trình mô phỏng điều chế khóa dịch pha 4PSK
1. NGUYÊN LÝ ĐIỀU CHẾ SỐ
Điều chế tín hiệu là quá trình biến đổi một hay nhiều thông số của một tín hiệu
tuần hoàn theo sự thay đổi một tín hiệu mang thông tin cần truyền đi xa. Tín hiệu tuần

hoàn gọi là sóng mang. Tín hiệu mang thông tin gọi là tín hiệu được điều chế. Ở đầu
thu bộ giải điều chế sẽ dựa vào sự thay đổi thông số đó của sóng mang để tái tạo lại
tín hiệu mang thông tin ban đầu. Các thông số của sóng mang được dùng trong quá
trình điều chế có thể là biên độ, pha, tần số.
Trong điều chế số, một sóng mang tương tự sẽ được biến đổi theo một chuỗi bit
có chiều dài cố định hoặc thay đổi. Đây cũng có thể được coi là một dạng biến đổi
tương tự-số. Hình dạng của sóng mang được lấy từ một tập hợp hữu hạn các ký hiệu.
Ta cũng có thể hiểu: Điều chế số là sử dụng thông tin số tác động lên các thông
số của sóng mang, làm cho các thông số của sóng mang biến thiên theo quy luật của
thông tin.
2. PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHẾ QPSK (4PSK)
2.1. Cơ sở toán học của điều chế QPSK
PSK là phương thức điều chế mà pha của tín hiệu sóng mang cao tần biến đối
theo tín hiệu băng gốc.
Sóng mang hình sin được biểu thị theo công thức chung như sau:
S(t) = A.cos(ɷ
c
t + θ)
Trong đó
 A là biên độ sóng mang
 ɷ
c
= 2πf
c
là tần số góc của sóng mang
 f
c
là tần số sóng mang.
 θ là pha sóng mang
Ta có thể viết công thức cho sóng mang được điều chế 4PSK như sau:

S
i
(t) = cos[2πf
c
t + ]
Với: θ(t) = (2i – 1). ; và E = A
2
.T
HVTH: Trần Quang Nhu Trang 1
Chương trình mô phỏng điều chế khóa dịch pha 4PSK
Trong đó:
 i= 1, 2, 3 và 4 tương ứng với phát đi các ký hiệu gồm 2 bit: 00, 01, 11
và 10
 E là năng lượng tín hiệu phát trên một ký hiệu
 T = 2T
b
là thời gian tồn tại một ký hiệu
 T
b
là thời gian tồn tại một bit
 f
c
là tần số sóng mang
 θ(t) là góc pha được điều chế
 θ là góc pha ban đầu của tín hiệu
Mỗi giá trị của pha tương tứng với hai bit duy nhất của tín hiệu được gọi là cặp
bit, như vậy ta có thể lập các giá trị pha để biểu diễn tập các cặp bit như sau: 00, 01,
11 và 10.
Góc pha ban đầu θ là một hằng số, nó nhận giá trị bất kỳ trong khoảng từ 0 đến
2π, vì góc pha này không ảnh hưởng đến quá trình phân tích tín hiệu được điều chế

nên ta đặt giá trị pha ban đầu θ bằng không. (θ = 0)
Hay: S
i
(t) = cos[2πf
c
t + ] = cos[2πf
c
t + ]
Qua biến đổi lượng giác, ta có thể viết lại biểu thức như sau:
S
i
(t) = sin(2πf
c
t) + cos(2πf
c
t)
Trong đó: θ(t) = (2i – 1). ; ( i=1, 2, 3, 4)
Theo công thức trên, ta có nhận xét:
+ Có hai hàm cơ sở trong biểu thức S
i
(t), ta định nghĩa như sau:
Ø
1
(t) = cos(2πf
c
t) và Ø
2
(t) = sin(2πf
c
t)

Khi đó ta viết lại:
HVTH: Trần Quang Nhu Trang 2